CN104062348A - 组织喷雾电离质谱直接分析肺癌组织样品的方法 - Google Patents
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Abstract
一种组织喷雾电离质谱直接分析肺癌组织样品的方法，具体步骤：搭建组织样品内部电喷雾萃取电离源；用微量进样器吸取萃取剂甲醇与石英毛细管连接，萃取剂通过石英毛细管滴到样品表面，进样泵控制微量进样器；取肺癌组织样品切成1mm3，置于针灸针尖端，针尖插入样品内部保持不外露；将样品前端与质谱仪入口的距离调整，并调整针灸针末端、样品前端、质谱仪入口呈水平同轴状态；在针灸针上加上直流电压，使样品发生萃取解吸电离、喷雾，喷雾进入质谱仪；本发明的方法能够直接快速获取样品内部分子的信息，结果证明该方法是一种装置简单、制造成本低、离子化效率高、对样品损伤作用小的质谱分析的肿方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种组织喷雾电离质谱(TSi-MS)直接分析方法，特别是一种基于简单电离装置来实现人体癌组织样品的电离，对未预处理的人体癌组织样品进行快速直接质谱分析的方法。
背景技术
质谱分析(Mass spectrometry，MS)技术是现代众多分析测试技术中同时具备了灵敏度高、特异性好、响应速度快的普适性方法。生物组织样本是由细胞和细胞间质等构成的一个极其复杂的有机体、其中含有丰富的生物信息，是药理学、蛋白组学、脂质组学和病理生理学等研究的基础。随着生命科学的发展，生物组织样本从传统的形态学观察、组织成份研究发展到病理生理研究，这就迫切需要一种原位、实时、在线、非破坏、高通量、低耗损的研究方法来研究生物组织里的瞬息万变的生物反应过程和病理生理机制。对于绝大多数质谱仪器而言, 从待测物离子产生到获得离子的响应信号仅仅需要毫秒级的时间，封闭结构的ESI等软电离技术离子源开发使常压条件下生物大分子的质谱分析成为可能，然而目前大部分实验室装配的质谱仪器完成一个实际样品(如组织样中的特定蛋白)的定性和定量分析, 需要对样本组织进行蛋白分离、提取、纯化等步骤将待测蛋白处理后才可以进行后续的质谱检测，整合过程通常需要数小时。可见复杂的样品预处理过程是制约现代质谱技术在生物组织研究中的瓶颈。
复杂样品的质谱分析一般先要进行繁琐的样品预处理过程，因此无法实现对样品的快速直接分析。离子源是质谱仪器的“心脏”，离子化技术的革新一直推动着质谱分析的“跨越式”发展。传统的质谱分析方法通常只能分析纯化过的样本或是基体简单的样品, 使质谱分析在生物组织这类复杂基体样本分析中的应用受到了较大限制。早期质谱法与色谱法联用和双向凝胶电泳与质谱联用的技术能有效地分离和鉴定复杂基体中的生物大分子，在生物医学基础研究中发挥了重要作用, 但其复杂的样品预处理过程难以实现实时在线分析和现场高通量检测。2004 年 R. G. Cooks教授研究组提出的电喷雾解吸电离质谱(DESI-MS)技术可以在无需样品预处理情况下直接对复杂基体样品进行直接质谱分析，掀起了直接离子化技术的研究热潮。直接离子化技术是泛指可以在常压下对未经预处理的复杂基体样品进行快速质谱分析的新兴离子化技术。用于生物组织分析的常见的直接离子化技术包括: 电喷雾解吸电离(DESI)、空气动力辅助离子化(AFAI)、电喷雾辅助激光解吸电离(ELDI)、实时在线分析(DART) 、表面解吸常压化学电离(DAPCI)和电喷雾萃取电离(EESI)等。传统的质谱分析技术用于复杂样品的分析时一般要与气相色谱或液相色谱联用，如GC-MS，LC-MS技术。借助色谱技术对复杂样品高效的分离能力，进而通过质谱技术才能实现对复杂样品的有效分析，但这些技术虽然解决了在常压下生物组织质谱分析的问题，但无法脱离复杂样品分析前的繁锁的预处理过程、且分析所需样本量较大，不能实现对复杂样品的快速、在线、高通量检测。
因此，开发一种无需对复杂样品进行过多预处理的前提下，找到一种样本需要量小、依赖于较简单的实验装置、直接快速质谱分析生物组织的技术具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的就是提供一种不需要对复杂固态样品进行复杂预处理，且所需样品量小，能够实现对生物组织样品进行快速直接分析的组织喷雾电离质谱直接分析肺癌组织样品的方法。
本发明的组织喷雾电离质谱直接分析肺癌组织样品的方法，包括以下步骤：
1、搭建组织样品内部电喷雾萃取电离源；
2、用微量进样器吸取萃取剂甲醇与石英毛细管连接，萃取剂通过石英毛细管滴到样品表面，并渗入组织内部，进样泵控制微量进样器，设置流速为4 μL /min；
3、取肺癌组织样品切成1mm3，置于针灸针尖端，针尖插入样品内部保持不外露；
4、将样品前端与质谱仪入口的距离调整至5mm，并调整针灸针末端、样品前端、质谱仪入口呈水平同轴状态；
5、在针灸针上加上直流电压，电压通过针灸针传到分析样品上，使样品发生萃取解吸电离，并在样品前端形成喷雾，喷雾进入质谱仪；
6、质谱条件：设置离子源为正离子模式，质量范围50～1000Da，离子传输管温度150℃，喷雾电压3.5 kV，透镜电压65.0 V，其他条件系统自动优化。
本发明的组织喷雾电离质谱直接分析肺癌组织样品的方法，能够直接快速获取样品内部分子的信息，已在肺癌组织、癌旁肺组织、食管癌组织、正常食管粘膜组织等样本进行了初步应用研究,结果证明该方法是一种装置简单、制造成本低、离子化效率高、对样品损伤作用小的质谱分析的肿方法。
附图说明
图1为本发明的电喷雾萃取电离源装置结构示意图；
图2为本发明中的肺组织质谱谱图。
具体实施方式
一种组织喷雾电离质谱直接分析肺癌组织样品的方法，包括以下步骤：
1、搭建组织样品内部电喷雾萃取电离源；
2、用微量进样器吸取萃取剂甲醇与石英毛细管连接，萃取剂通过石英毛细管滴到样品表面，进样泵控制微量进样器流速为4 μL /min；
3、取肺癌组织样品切成1mm3，置于针灸针尖端，针尖插入样品内部保持不外露；
4、将样品前端与质谱仪入口的距离调整至5mm，并调整针灸针末端、样品前端、质谱仪入口呈水平同轴状态；
5、在针灸针上加上直流电压，电压通过针灸针传到分析样品上，使样品发生萃取解吸电离，并在样品前端形成喷雾，喷雾进入质谱仪；
6、质谱条件：设置离子源为正离子模式，质量范围50～1000Da，离子传输管温度150℃，喷雾电压3.5 kV，透镜电压65.0 V，其他条件系统自动优化。
采用PCA对组织样品的质谱指纹谱图进行数据分析，其中肺癌组11例，肺癌旁组织11例，并且每例取样5次，总计110份肺组织样品的质谱数据用于PCA分析。在PCA得分结果中样品质谱指纹图谱中数据信息得以充分展示，PCI、PC2和PC3分别提供了数据量的63.5%、19.8%和5.2％，肺癌组织和肺癌旁组织组织样品分别落在不同的区域，两类样品可有效区分，表明PCA方法处理肺癌组织样品的AMS数据，能够达到较好的分类结果。
对上述具有差异性的物质进行多级质谱检测，发m/z 833、 m/z757在肺癌组织中丰度高于正常肺组织。
Claims (1)
1.一种组织喷雾电离质谱直接分析肺癌组织样品的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）、搭建组织样品内部电喷雾萃取电离源；
（2）、用微量进样器吸取萃取剂甲醇与石英毛细管连接，萃取剂通过石英毛细管滴到样品表面，并渗入组织内部，进样泵控制微量进样器，设置流速为4 μL /min；
（3）、取肺癌组织样品切成1mm3，置于针灸针尖端，针尖插入样品内部保持不外露；
（4）、将样品前端与质谱仪入口的距离调整至5mm，并调整针灸针末端、样品前端、质谱仪入口呈水平同轴状态；
（5）、在针灸针上加上直流电压，电压通过针灸针传到分析样品上，使样品发生萃取解吸电离，并在样品前端形成喷雾，喷雾进入质谱仪；
（6）、质谱条件：设置离子源为正离子模式，质量范围50～1000Da，离子传输管温度150℃，喷雾电压3.5 kV，透镜电压65.0 V，其他条件系统自动优化。
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